JP6509451B1 - Optical module - Google Patents
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Abstract
光モジュールは、発光部と受光部との間に設けられる第一レンズおよび第二レンズと、発光部および受光部が載置されるとともに、第一レンズおよび第二レンズが接着樹脂を介して固定される土台部材とを備える。第一レンズの第一接着面が接着樹脂を介して接着固定される第一接着方向と、第二レンズの第二接着面が接着樹脂を介して接着固定される第二接着方向とは、いずれも光の光軸方向に垂直な方向であり、第一接着面が面する向きと第二接着面が面する向きとは互いに異なる。これにより、接着樹脂の硬化収縮および経時変化に伴う体積変動によらずに、高い結合効率を実現することができる。In the optical module, the first lens and the second lens provided between the light emitting unit and the light receiving unit, the light emitting unit and the light receiving unit are mounted, and the first lens and the second lens are fixed via the adhesive resin. And a base member. The first adhesive direction in which the first adhesive surface of the first lens is adhesively fixed via the adhesive resin, and the second adhesive direction in which the second adhesive surface of the second lens is adhesively fixed via the adhesive resin Is also a direction perpendicular to the optical axis direction of light, and the direction in which the first adhesive surface faces is different from the direction in which the second adhesive surface faces. As a result, high bonding efficiency can be realized regardless of the curing shrinkage of the adhesive resin and the volume fluctuation associated with the change with time.
Description
この発明は、発光部と受光部と複数のレンズとを備えた光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module provided with a light emitting unit, a light receiving unit, and a plurality of lenses.
光通信デバイスの小型・低消費電力・低コスト化の要求を満たす技術として、複数の機能を1つのパッケージ内に集積する技術が注目を集めている。例えば、異なる波長の信号光を出射する複数の半導体レーザを有し、信号光を1つの出射光に合波する多レーン集積型の光送信モジュールが例として挙げられる。また、多波長が多重化された信号光を各波長の信号光に分波し、分波された信号光を電気信号に変換する受光素子が複数集積された多レーン集積型の光受信モジュールもある。さらに、任意の波長の連続光を出力する波長可変半導体レーザと、MZ型の位相変調器に代表される光変調器素子とを集積した光送信モジュールも存在する。 A technology that integrates multiple functions in one package has attracted attention as a technology that meets the demands for smaller size, lower power consumption, and lower cost of optical communication devices. For example, a multi-lane integration type optical transmission module having a plurality of semiconductor lasers emitting signal light of different wavelengths and combining the signal light into one output light is given as an example. Also, a multi-lane integration type optical receiving module in which a plurality of light receiving elements for demultiplexing signal light in which multiple wavelengths are multiplexed into signal light of each wavelength and converting the separated signal light into an electric signal is integrated. is there. Furthermore, there is also an optical transmission module in which a wavelength tunable semiconductor laser that outputs continuous light of an arbitrary wavelength and an optical modulator element represented by an MZ-type phase modulator are integrated.
光モジュールの分野の重要な課題の1つが、複数の機能部品間の光学的な結合を高効率に実現することである。ここで、結合効率低下の主要因は、半導体レーザまたは光変調器素子の各機能部品、あるいは、レンズ、光フィルタまたは光ファイバの光学部品の実装位置ずれに起因する。特に、半導体デバイスでは、入出射光導波路のスポットサイズが小さいため、入出射光導波路にあるレンズのわずかな位置ずれで結合効率が著しく低下する。レンズを接着樹脂で実装する場合、接着樹脂の硬化時の収縮、または経時変化による樹脂体積の変化は不可避である。
なお、結合効率とは、光源からの出射光の光量に対して受光部に入射される光量の比率をいう。One of the important issues in the field of optical modules is to achieve high efficiency optical coupling between multiple functional components. Here, the main factor of the decrease in coupling efficiency is due to the mounting position deviation of each functional component of the semiconductor laser or the optical modulator element, or of the optical component of the lens, the optical filter or the optical fiber. In particular, in the semiconductor device, since the spot size of the input and output optical waveguides is small, the coupling efficiency is significantly reduced by a slight positional deviation of the lens in the input and output optical waveguides. When the lens is mounted with an adhesive resin, shrinkage upon curing of the adhesive resin or change in resin volume due to aging is inevitable.
The coupling efficiency refers to the ratio of the amount of light incident on the light receiving unit to the amount of light emitted from the light source.
上記の課題を解決するため、特許文献1に記載される光学部品の接着固定方法および光学装置では、レンズを接着樹脂で固定する際に、接着樹脂の硬化収縮による変動量を予測して、予めオフセットしてレンズを光学装置に実装する。さらにレンズを固定する台座は、少なくとも2つの他の固定台座によって挟み込まれた状態となるように配置される。これにより、光学部品間の入射光強度のロスを少なくすることができる。 In order to solve the above problems, in the method of bonding and fixing an optical component described in Patent Document 1 and an optical device, when fixing a lens with a bonding resin, the amount of variation due to curing and shrinkage of the bonding resin is predicted. Offset and mount the lens on the optical device. Furthermore, the mounts for fixing the lens are arranged to be sandwiched by at least two other fixed mounts. Thereby, the loss of the incident light intensity between the optical components can be reduced.
また、特許文献2に記載される光学部品の接着固定方法では、異なる2つの面に接着面を有する支持部材を介して、レンズユニットを固定する。これにより、半導体レーザに対してレンズユニットを自由に位置調整して固定することが可能になる。 Further, in the bonding and fixing method of an optical component described in Patent Document 2, the lens unit is fixed via a supporting member having bonding surfaces on two different surfaces. Thus, the lens unit can be freely adjusted in position and fixed with respect to the semiconductor laser.
しかしながら、特許文献1に記載される光学部品の接着固定方法では、接着樹脂の体積変動によるレンズの実装位置の変動を抑制しているが、1つのレンズに対して2つの固定台座が必要であるため、レンズと台座との位置調整のための過程および機構が複雑で、実装コストが上昇してしまうという問題がある。 However, in the bonding and fixing method of the optical component described in Patent Document 1, although the variation of the mounting position of the lens due to the volume variation of the bonding resin is suppressed, two fixing pedestals are required for one lens. Therefore, there is a problem that the process and mechanism for adjusting the position of the lens and the base are complicated, and the mounting cost is increased.
また、特許文献2には、半導体レーザに対して自由にレンズの位置調整をすることができる技術が開示されている。特許文献2に記載される光学部品の接着固定方法では、レンズの下の接着樹脂の厚みを薄くすることで、硬化収縮に伴う光学部品の位置ずれを抑制することができる。しかし、樹脂の厚さを“0”にする事はできないため、体積変動に伴うレンズの位置ずれを完全に抑制することは難しい。また、樹脂の厚さを薄くするためには、粘度が低い樹脂を使用せざるを得ず、樹脂の選択の幅を狭めることにもなる。さらに、レンズと台座との位置調整のための過程および機構が複雑で、実装コストが上昇してしまうという問題がある。 Further, Patent Document 2 discloses a technique capable of freely adjusting the position of a lens with respect to a semiconductor laser. In the bonding and fixing method of an optical component described in Patent Document 2, by reducing the thickness of the adhesive resin under the lens, it is possible to suppress the positional deviation of the optical component due to curing and shrinkage. However, since the thickness of the resin can not be made “0”, it is difficult to completely suppress the displacement of the lens due to the volume fluctuation. Further, in order to reduce the thickness of the resin, it is necessary to use a resin having a low viscosity, which narrows the range of selection of the resin. Furthermore, there is a problem that the process and mechanism for adjusting the position of the lens and the base are complicated and the mounting cost is increased.
この発明は、このような問題を解決するためになされ、簡易なレンズの実装構造を用いた上で、高い結合効率を実現することができる光モジュールを提供することを目的とする。 This invention is made in order to solve such a problem, and it aims at providing the optical module which can implement | achieve high coupling efficiency, using a simple lens mounting structure.
上記の課題を解決するために、この発明に係る光モジュールは、光を出射する発光部と、発光部が出射した光を受光する受光部と、発光部と受光部との間に設けられ、発光部から出射された光の光軸方向に並んで設けられる第一レンズおよび第二レンズと、発光部および受光部が載置されるとともに、第一レンズおよび第二レンズが、所定の厚みを有する接着樹脂の層を介して固定される土台部材とを備え、第一レンズは、第一接着面を有するとともに、第一接着面のみが接着樹脂の層を介して土台部材に接着されることにより、第一レンズは土台部材に固定され、第二レンズは、第二接着面を有するとともに、第二接着面のみが接着樹脂の層を介して土台部材に接着されることにより、第二レンズは土台部材に固定され、第一レンズの第一接着面と接着樹脂の層との積層方向である第一接着方向と、第二レンズの第二接着面と接着樹脂の層との積層方向である第二接着方向とは、いずれも光の光軸方向に対して垂直な方向であり、第一接着面が面する向きと第二接着面が面する向きとは互いに異なる。 In order to solve the above problems, an optical module according to the present invention is provided between a light emitting unit that emits light, a light receiving unit that receives light emitted by the light emitting unit, and a light emitting unit and a light receiving unit. A first lens and a second lens provided side by side in the optical axis direction of light emitted from the light emitting portion, and the light emitting portion and the light receiving portion are mounted, and the first lens and the second lens have a predetermined thickness And a base member fixed via a layer of adhesive resin, wherein the first lens has a first adhesive surface and only the first adhesive surface is adhered to the base member via a layer of adhesive resin. The first lens is fixed to the base member, and the second lens has the second adhesive surface, and only the second adhesive surface is bonded to the base member through the layer of adhesive resin, thereby the second lens It is fixed to the base member, the first first lens A first bonding direction is the stacking direction of the layers of Chakumen the adhesive resin, and the second adhesive direction, which is the stacking direction of the layers of the second adhesive surface and the adhesive resin of the second lens, any optical light The direction perpendicular to the axial direction is different from the direction in which the first adhesive surface faces and the direction in which the second adhesive surface faces.
この発明に係る光モジュールによれば、簡易なレンズの実装構造を用いた上で、結合効率の低下を抑制して、高い結合効率を実現することができる。 According to the optical module according to the present invention, it is possible to realize high coupling efficiency by suppressing a decrease in coupling efficiency after using a simple lens mounting structure.
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、「方向」とは3次元における直線を示す概念であり、「向き」とは、方向の情報に加えて、直線上をどちらに進むかの情報を含む概念である。すなわち、「方向」は、相対する向きを有する直線で表されるものであり、「向き」は、1個のアローヘッドを有する矢印で表されるものである。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the attached drawings.
In the following description, “direction” is a concept indicating a straight line in three dimensions, and “direction” is a concept including information on which to go on a straight line, in addition to information on the direction. That is, "direction" is represented by a straight line having an opposite direction, and "direction" is represented by an arrow having one arrow head.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る光モジュール100の構成を示す概略図である。
図1に示すように、この光モジュール100は、第一基板11および第二基板12と、第一基板11および第二基板12の各々の上に実装されたサブマウント基板21,22とを有する。ここで、サブマウント基板21,22は、例えばAINまたはアルミナにより形成される。第一基板11に実装されるサブマウント基板21の上には半導体レーザ31が設けられており、第二基板12に実装されるサブマウント基板22の上には光変調器素子32が設けられている。すなわち、半導体レーザ31はサブマウント基板21を介して第一基板11に載置されており、光変調器素子32はサブマウント基板22を介して第二基板12に載置されている。半導体レーザ31は光7を出射し、光7は光変調器素子32によって受光される。ここで、光7の光軸方向Lは、光7の光軸が延びる方向であるとともに、光7が進行する方向である。
なお、第一基板11,第二基板12およびサブマウント基板21,22は、土台部材を構成する。なお、土台部材は、複数の部材からなる場合に限定されず、単一の部材であってもよい。
また、半導体レーザ31は発光部を構成し、光変調器素子32は受光部を構成する。Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an
As shown in FIG. 1, this
The
The
半導体レーザ31と光変調器素子32との間には、半導体レーザ31と光変調器素子32とを光学的に結合するための第一レンズ41および第二レンズ42が設けられる。第一レンズ41および第二レンズ42は、半導体レーザ31が出射する光7の光軸方向Lに沿って並べられ、光7は第一レンズ41および第二レンズ42を通過する。第一レンズ41は第一基板11に取り付けられ、第二レンズ42は第二基板12に取り付けられる。また、第二基板12の上にはポスト62が設けられている。ここで、第一レンズ41の下面側には接着樹脂51が塗布されて設けられ、第一レンズ41は、接着樹脂51を介して第一基板11に直接、接着固定される。第一レンズ41の、接着樹脂51が設けられている側の面を第一接着面41aとする。また、第二レンズ42は、接着樹脂52を介してポスト62に接着固定される。すなわち、第二レンズ42は、接着樹脂52およびポスト62を介して第二基板12に接合されている。第二レンズ42の、接着樹脂52が設けられている面を第二接着面42aとする。ここで、第一レンズ41の第一接着面41aが面する向きをX1とし、第一レンズ41の第一接着面41aが接着固定される方向を第一接着方向M1とする。また、第二レンズ42の第二接着面42aが面する向きをY1とし、第二レンズ42の第二接着面42aが接着固定される方向を第二接着方向M2とする。第一接着方向M1および第二接着方向M2は、どちらも光7の光軸方向Lに対して垂直である。また、向きX1と向きY1とは互いに90°異なる向きである。
なお、ポスト62は土台部材の一部を構成する。
また、接着方面とは、レンズの接着面と、接着面を接着固定するための接着樹脂との積層方向であるものとする。従って、第一接着方向M1は、第一レンズ41の第一接着面41aと、第一接着面41aを接着固定するための接着樹脂51との積層方向である。また、第二接着方向M2は、第二レンズ42の第二接着面42aと、第二接着面42aを接着固定するための接着樹脂52との積層方向である。A
The
Further, the bonding direction is a lamination direction of the bonding surface of the lens and the bonding resin for bonding and fixing the bonding surface. Therefore, the first bonding direction M1 is the stacking direction of the
以上より、この実施の形態1に係る光モジュール100では、第一レンズ41の第一接着方向M1および第二レンズ42の第二接着方向M2は、いずれも光7の光軸方向Lに垂直である。また、第一接着面41aが面する向きX1と第二接着面42aが面する向きY1とは互いに異なっている。これにより、接着樹脂51,52の硬化時の収縮および経時変化によって接着樹脂51,52が体積変動し、第一レンズ41および第二レンズ42の位置が変動してしまった場合でも、入射光強度のロスを少なくすることができる。従って、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制することが可能になる。
As described above, in the
光モジュール100の構造により半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制できる効果について、以下に説明する。なお、図2は、比較のために示した従来の光モジュール200の構成である。図1に記載された符号と同一の符号のものは、同一または同様の構造のものであるので説明を省略する。
従来の光モジュール200は、第一レンズ41の第一接着面41aが面する向きX2と、第二レンズ42の第二接着面42a’が面する向きY2とが同一である点で、光モジュール100とは異なる。なお、光モジュール200の第一レンズ41の接着の方向M1’および第二レンズ42の接着の方向M2’は、光モジュール100の第一レンズ41の第一接着方向M1と同一の方向であり、光7の光軸方向Lに対して垂直である。具体的には、図2では、第一レンズ41は向きX2である下側に接着樹脂51が塗布されて第一基板11に固定され、第二レンズ42も、同様に、向きY2である下側に接着樹脂52が塗布されて第二基板12に固定されている。An effect of suppressing a change in coupling efficiency between the
The conventional
図1に示す光モジュール100と、図2に示す従来の光モジュール200とを比較した場合の、第一レンズ41および第二レンズ42の位置変動に伴う、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化の計算結果のグラフを図3に示す。
図3に示すように、第一レンズ41または第二レンズ42のレンズ位置変動量が0.1μmの時は、従来の光モジュール200での結合効率の変化が−0.3dBであるのに対し、この実施の形態1に係る光モジュール100では、結合効率の変化は−0.23dBに抑えられている。また、レンズ位置変動量が0.16μmの時は、従来の光モジュール200での結合効率の変化が−0.5dBであるのに対し、光モジュール100では結合効率の変化は−0.4dBに抑えられている。When the
As shown in FIG. 3, when the lens position variation of the
以上より、光学結合の観点では、光7の光軸方向Lに垂直な方向において、同じ向きにレンズが動く従来の構造が最大の劣化の要因となるため、この実施の形態1では、劣化量が改善している。
なお、図3に示す計算結果のグラフでは、第一レンズ41の位置変動量と第二レンズ42の位置変動量とは同じ値としている。また、一般的に、接着樹脂は硬化時の変化も経時的な変化も、収縮方向への変動であるため、位置変動の方向は接着樹脂51,52の塗布方向であるものとしている。また、本計算では接着樹脂51,52の硬化収縮または経時変化のみを考慮に入れたが、例えば高温時の膨張を考えた場合でも、基本的には接着樹脂51,52は同じ方向に動くため、同様の結果となる。From the above, from the viewpoint of optical coupling, the conventional structure in which the lens moves in the same direction in the direction perpendicular to the optical axis direction L of the light 7 causes the largest deterioration, so in the first embodiment Is improving.
In the graph of the calculation result shown in FIG. 3, the position fluctuation amount of the
なお、実施の形態1に係る光モジュール100の構成は、図1に示す構成に限定されない。光モジュール100の変形例の概略図を図4および5に示す。
第一基板11および第二基板12は、アルミナまたはAINのようなセラミック材料であっても、石英のようなガラスであっても、金属であってもよく、また、TEC(Thermo−electric Cooler)のような機能部材であってもよい。例えば、図4に示すように、光モジュール100が、土台部材として、第一基板11および第二基板12の代わりにTEC111,112を有する場合、TEC111,112の温度調整機能によって、半導体レーザ31および光変調器素子32をより最適な温度で駆動させることができる。また、温度によって接着樹脂51、52の膨張収縮量を調整して、第一レンズ41および第二レンズ42の位置をより最適な位置に近づけることもできる。The configuration of the
The
また、サブマウント基板21,22の材料も、同様に、アルミナまたはAINのようなセラミック材料に限定されない。サブマウント基板21,22の材料は、石英のようなガラスであっても、金属であってもよい。また、土台部材としてのサブマウント基板21,22の材料が、金属またはAINのように概ね100W/m/K以上の高い熱伝導率を有する材料である場合には、半導体レーザ31および光変調器素子32の熱を効率よく逃がすことができる。また、半導体レーザ31および光変調器素子32の発熱による温度上昇の影響で接着樹脂51,52が余分に膨張してしまうことを防ぐこともできる。
Also, the materials of the
また、光モジュール100の発光部および受光部も、半導体レーザ31および光変調器素子32の組み合わせに限定されず、例えば、半導体レーザおよび光ファイバの組み合わせでもよい。また、発光部および受光部の組み合わせは、半導体レーザおよび光受光素子の組み合わせ、または、光ファイバおよび光受光素子の組み合わせでもよい。ここで、図5に示すように、受光部に光ファイバ132を用いる場合、サブマウント基板22に、V字形状の断面を有する溝22aを設けて、溝22aに光ファイバ132を固定する必要がある。また、光ファイバ132は、金属製のサブマウント基板22に溶接固定することができる。
Further, the light emitting unit and the light receiving unit of the
また、ポスト62は、第二基板12と一体的に形成してもよく、また、第二基板12とは異なる別部材で構成してもよい。ポスト62と第二基板12とを一体形成する場合は、実装工程が簡易になるため、コストを削減できる。また、ポスト62を第二基板12に対して別部材として固定する場合は、第一レンズ41および第二レンズ42の位置の調整時に、ポスト62の位置も同時に調整することができる。これにより、接着樹脂52の厚みを薄くすることができ、接着樹脂52の硬化収縮または経時変化による第二レンズ42の変動量を小さく抑えることができる。なお、ポスト62を別部材で構成する際には、ポスト62を、接着樹脂を用いない方法、例えば溶接またはハンダ接合によって、第二基板12に固定することができる。これにより、第二レンズ42が、接着樹脂52の塗布方向、すなわち第二接着方向M2以外に対して変動することを防ぐことができ、光モジュール100の結合効率の劣化を抑制できる。
また、第一レンズ41および第二レンズ42の接着樹脂51,52の塗布方向および向きは図1に示すものに限定されず、光7の光軸方向Lに垂直であればよい。Also, the
Moreover, the application direction and direction of the
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係る光モジュール300の構成の概略図である。なお、図1の参照符号と同一の符号は同一または同様の構成要素であるので、以下の記載において、その詳細な説明は省略する。
図6に示すように、第一基板11の上にはポスト61が設けられている。また、第一レンズ41の第一接着面41bに塗布されて設けられた接着樹脂51を介して第一レンズ41はポスト61に接着固定されている。
なお、ポスト61は土台部材の一部を構成する。Second Embodiment
FIG. 6 is a schematic view of a configuration of an
As shown in FIG. 6, a
The
光モジュール300の第一レンズ41の第一接着面41bが面する向きをX3とし、第一レンズ41の第一接着面41bの接着の方向を第一接着方向M3とする。第一レンズ41の第一接着方向M3は、第二レンズ42の第二接着方向M2と同一の方向であり、光7の光軸方向Lに対して垂直である。また、第一接着面41bが面する向きX3と第二接着面42aが面する向きY1とは互いに180°異なる向きである。
The direction in which the
以上より、この実施の形態2に係る光モジュール300では、第一レンズ41の第一接着方向M3および第二レンズ42の第二接着方向M2は、同一の方向であり、光7の光軸方向Lに垂直である。また、第一接着面41bが面する向きX3と第二接着面42aが面する向きY1とは互いに180°異なっている。具体的には、図6に示すように、第一レンズ41の第一接着面41bは、光7の光軸を挟んで、光7が進行する向きに対して左側に位置する。一方、第二レンズ42の第二接着面42aは、光7の光軸を挟んで、光7が進行する向きに対して右側に位置する。これにより、光モジュール300では、接着樹脂51,52の収縮による第一レンズ41および第二レンズ42の位置ズレの影響が相殺され、結合効率の変動を、実施の形態1の光モジュール100よりも効率よく抑制することが可能になる。
As described above, in the
図6に示す光モジュール300と、図2に示す従来の光モジュール200とを比較した場合の、第一レンズ41および第二レンズ42の位置変動に伴う、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化の計算結果のグラフを図7に示す。
図7に示すように、第一レンズ41または第二レンズ42のレンズ位置変動量が0.1μmの時は、従来の光モジュール200での結合効率の変化が−0.3dBであるのに対し、この実施の形態2に係る光モジュール300では、結合効率の変化は−0.08dBに抑えられている。また、レンズ位置変動量が0.16μmの時は、従来の光モジュール200での結合効率の変化が−0.5dBであるのに対し、光モジュール300では、結合効率の変化は−0.12dBに抑えられている。
なお、図7に示す計算結果のグラフでは、図3と同様に、第一レンズ41の位置変動量と第二レンズ42の位置変動量とは同じ値としている。また、接着樹脂は硬化時の変化も経時的な変化も、収縮方向への変動であるため、位置変動の方向は接着樹脂51,52の塗布方向、すなわち第一接着方向M3および第二接着方向M2であるものとしている。When the
As shown in FIG. 7, when the lens position variation amount of the
In the graph of the calculation result shown in FIG. 7, the positional fluctuation amount of the
なお、光モジュール300の構成はこの実施の形態2に限定されない。
第一基板11および第二基板12は、アルミナまたはAINのようなセラミック材料であっても、石英のようなガラスであっても、金属であってもよい。また、図8に示すように、土台部材はTEC311,312のような機能部材であってもよい。
また、サブマウント基板21,22の材料も、同様に、アルミナまたはAINのようなセラミック材料に限定されない。The configuration of the
The
Also, the materials of the
また、光モジュール300の発光部および受光部も、半導体レーザ31および光変調器素子32の組み合わせに限定されず、例えば、半導体レーザおよび光ファイバの組み合わせでもよい。また、発光部および受光部の組み合わせは、半導体レーザおよび光受光素子の組み合わせ、または、光ファイバおよび光受光素子の組み合わせでもよい。
また、ポスト61,62は、第二基板12と一体的に形成してもよく、また、第二基板12とは異なる別部材で構成してもよい。Further, the light emitting unit and the light receiving unit of the
Further, the
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3に係る光モジュール400の構成の概略図である。
図9に示すように、光モジュール400のポスト62は、レンズ支持部62aを有している。レンズ支持部62aは、第二レンズ42の上部に配置される。第二レンズ42は、上面に第二接着面42bを有し、第二接着面42bに塗布されて設けられる接着樹脂52により、第二レンズ42はレンズ支持部62aに吊り下げられた状態で接着固定される。また、光モジュール100と同様に、第一レンズ41の下面側の第一接着面41aには接着樹脂51が塗布されて設けられ、第一レンズ41は、接着樹脂51を介して第一基板11に直接、接着固定される。Third Embodiment
FIG. 9 is a schematic view of a configuration of an
As shown in FIG. 9, the
以上より、この実施の形態3に係る光モジュール400では、第一レンズ41の第一接着面41aが接着固定される第一接着方向M1と、第二レンズ42の第二接着面42bが接着固定される第二接着方向M5とは、いずれも上下方向を示している。すなわち、第一接着方向M1及び第二接着方向M5は、光7の光軸方向Lに対して垂直な方向である。また、第一接着面41aが面する向きX1と、第二接着面42bが面する向きY4とは互いに180°異なる。これにより、この実施の形態3に係る光モジュール400では、光モジュール100,300と同様に、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制することが可能になる。
As described above, in the
また、光モジュール400では、ポスト62の形状とサブマウント基板22および光変調器素子32の厚みとは高精度に形成可能であるため、接着樹脂52の厚みを高精度に制御可能となり、接着樹脂51,52の厚みを均一に設計して、接着樹脂51,52の硬化収縮量または経時変化による第一レンズ41および第二レンズ42の変動量を等しくすることができる。
なお、ポストおよびレンズ支持部による吊り下げ構造は、第二基板12側の第二レンズ42を接着させる場合に限定されず、第一基板11側の第一レンズ41をレンズ支持部に接着させてもよい。Further, in the
The hanging structure by the post and the lens support portion is not limited to the case where the
実施の形態4.
図10は、この発明の実施の形態4に係る光モジュール500の構成の概略図である。
図10に示すように、光モジュール500の第二基板12には板形状のポスト562が固定されている。ポスト562は光7の光軸上に配置される。また、ポスト562は、光7の光軸方向Lに沿って、第一レンズ41と第二レンズ42との間に位置するように設けられている。また、ポスト562には、光7が通過可能な円形状の開口562aが形成される。また、ポスト562の上端には、レンズ支持部562bが取り付けられる。レンズ支持部562bには、第二レンズ42の上面側の第二接着面42bが接着樹脂52を介して直接、接着固定されている。なお、レンズ支持部562bは、ポスト562の一部である。
なお、ポスト562及びレンズ支持部562bは、土台部材の一部を構成する。Fourth Embodiment
FIG. 10 is a schematic view of a configuration of an
As shown in FIG. 10, a plate-shaped
The
以上より、この実施の形態4に係る光モジュール500では、光モジュール400と同様に、第一レンズ41の第一接着面41aが面する第一接着方向M1と、第二レンズ42の第二接着面42bが面する第二接着方向M5とは、いずれも上下方向を示している。すなわち、第一接着方向M1及び第二接着方向M5は、光7の光軸方向Lに対して垂直な方向である。また、第一接着面41aが面する向きX1と、第二接着面42bが面する向きY4とは互いに180°異なる。これにより、この実施の形態4に係る光モジュール500では、光モジュール100,300,400と同様に、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制することが可能になる。
As described above, in the
また、ポスト562に光7が通過可能な開口562aが形成されていることにより、ポスト562を、光7の光軸方向Lに沿って、第一レンズ41と第二レンズ42との間に配置することができる。そのため、光7の光軸方向Lに垂直な横方向Vに対して、第二基板12の上面のスペースをより広く取ることができる。従って、複数のレンズおよび半導体素子を横方向Vに沿ってより密に配置することができるので、光モジュール500の構成は、パラレル集積型の光モジュール、例えば多レーン集積光モジュールにも適用することができる。
なお、光モジュール400と同様に、ポストおよびレンズ支持部による吊り下げ構造は、第二基板12側の第二レンズ42を接着させる場合に限定されず、第一基板11側の第一レンズ41をレンズ支持部に接着させてもよい。Further, the
In the same manner as the
実施の形態5.
図11は、この発明の実施の形態5に係る光モジュール600の構成の概略図である。
図11に示すように、光モジュール600の第二基板12には直方体形状のポスト662が設けられている。ポスト662は、光7の光軸方向Lに沿って、第一レンズ41と第二レンズ42との間に配置される。ポスト662の高さは光7の進路よりも低くなっている。従って、ポスト662は光7の進行を妨げない。Embodiment 5
FIG. 11 is a schematic view of a configuration of an
As shown in FIG. 11, a rectangular
第一レンズ41の下端には接着樹脂651が塗布されており、第一レンズ41は接着樹脂651を介してサブマウント基板21に接着固定される。すなわち、第一レンズ41は、接着樹脂651及びサブマウント基板21を介して第一基板11に固定される。ここで、接着樹脂651が設けられている側の第一レンズ41の側面を第一接着面41cとする。第一接着面41cが接着固定される第一接着方向M6は光7の光軸方向Lと同一の方向である。また、第一接着面41cが面する向きX5は、光7が出射される半導体レーザ31に対向する向きである。
An
第二レンズ42の下端には接着樹脂652が塗布されており、第二レンズ42は接着樹脂652を介してポスト662に接着固定される。すなわち、第二レンズ42は、接着樹脂652及びポスト662を介して第二基板12に固定される。ここで、接着樹脂652が設けられている側の第二レンズ42の側面を第二接着面42cとする。第二接着面42cが接着される第二接着方向M7は光7の光軸方向Lと同一の方向である。また、第二レンズ42の第二接着面42cが面する向きY5は、第一レンズ41に対向する向きである。すなわち、第一レンズ41の第一接着面41cが面する向きX5と、第二レンズ42の第二接着面42cが面する向きY5とは同一の向きである。
An
以上より、この実施の形態5に係る光モジュール600では、第一レンズ41の第一接着面41cの第一接着方向M6および第二レンズ42の第二接着面42cの第二接着方向M7は、いずれも光7の光軸方向Lと同一の方向である。これにより、接着樹脂651,652の硬化時の収縮および経時変化によって接着樹脂651,652が体積変動し、第一レンズ41および第二レンズ42の位置が変動してしまった場合でも、入射光強度のロスを少なくすることができる。従って、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制することが可能になる。これは、第一レンズ41および第二レンズ42の位置変動に対する結合効率の変化は、第一レンズ41および第二レンズ42が光7の光軸方向Lに位置変動するときが最小となることに起因する。
As described above, in the
実施の形態6.
図12は、この発明の実施の形態6に係る光モジュール700の構成を示す概略図である。
図12に示すように、光モジュール700の第二基板12には、板形状のポスト762が設けられている。ポスト762は、光7の光軸方向Lに沿って、第二基板12の上面の一辺に設けられる。ポスト762は、光変調器素子32が実装されている領域の近傍まで延長されている。第二レンズ42は、第二接着面42aに塗布されて設けられる接着樹脂52を介して、ポスト762に接着される。また、サブマウント基板22はポスト762に当接している。Sixth Embodiment
FIG. 12 is a schematic view showing a configuration of an
As shown in FIG. 12, a plate-shaped
以上より、この実施の形態6に係る光モジュール700では、光モジュール100と同様に、第一レンズ41の第一接着面41aの第一接着方向M1および第二レンズ42の第二接着面42aの第二接着方向M2は、いずれも光7の光軸方向Lに垂直な方向である。また、第一接着面41aが面する向きX1と、第二接着面42aが面する向きY2とは互いに90°異なる。これにより、この実施の形態6に係る光モジュール700では、実施の形態1に係る光モジュール100と同様に、半導体レーザ31と光変調器素子32との結合効率の変化を抑制することが可能になる。
As described above, in the
また、ポスト762は、光7の光軸方向Lに沿って延長され、第二基板12の上面の一辺に設けられている。そのため、光変調器素子32を、サブマウント基板22を介して間接的にポスト762に押し当てて当接させ、第二基板12に対する光変調器素子32の位置を決定することができる。従って、ポスト762に対して光変調器素子32を高精度に位置決めすることができるため、ポスト762に対する第二レンズ42の位置も確実に決めることができる。したがって、第二レンズ42を固定するための接着樹脂52の厚みも一意に決めることができる。一方、接着樹脂51の厚みは、半導体レーザ31およびサブマウント基板21の厚みによって一意に決まるため、押し当てという簡易な方法で、接着樹脂51,52の厚みが等しくなるように各部材を実装することが可能となる。
The
なお、第一基板11にポストを設け、サブマウント基板21をポストに押し当てることで、半導体レーザ31の位置決めをしてもよい。
また、第一基板11および第二基板12の両方にポストを設ける場合には、半導体レーザ31が載ったサブマウント基板21を押し当てるポストと、光変調器素子32が載ったサブマウント基板22を押し当てるポスト762とを、光7の光軸を挟んで互いに反対側に位置するように配置させてもよい。これにより、第一レンズ41の接着の向きと第二レンズ42の接着の向きとが180°異なる向きとなり、結合効率の変化をより確実に抑制することができる。The
When the post is provided on both the
さらに、図13は、図12に示す光モジュール700の変形例を示す概略図である。図13に示すように、光モジュール700のポスト762にポスト補助部材762aを取り付けることもできる。これにより、光変調器素子32を直接、ポスト762のポスト補助部材762aに当接させることができるようになるため、より高精度な位置調整が可能となる。
Further, FIG. 13 is a schematic view showing a modification of the
7 光、11 第一基板(土台部材)、12 第二基板(土台部材)、21,22 サブマウント基板(土台部材)、31 半導体レーザ(発光部)、32 光変調器素子(受光部)、41 第一レンズ、41a,41b,41c 第一接着面、42 第二レンズ、42a,42b,42c 第二接着面、51,52,651,652 接着樹脂、62,562 ポスト(土台部材)、562a 開口、100,300,400,500,600,700 光モジュール、L 光の光軸方向、M1,M3,M6 第一接着方向、M2,M5 第二接着方向、X1,X3,X5 第一接着面が面する向き、Y1,Y4,Y5 第二接着面が面する向き。 7 light 11 first substrate (base member) 12 second substrate (base member) 21 and 22 submount substrate (base member) 31 semiconductor laser (light emitting portion) 32 light modulator element (light receiving portion) 41 first lens, 41a, 41b, 41c first adhesive surface, 42 second lens, 42a, 42b, 42c second adhesive surface, 51, 52, 651, 652 adhesive resin, 62, 562 post (base member), 562a Opening, 100, 300, 400, 500, 600, 700 Optical module, L Optical light axis direction, M1, M3, M6 first bonding direction, M2, M5 second bonding direction, X1, X3, X5 first bonding surface Facing, Y1, Y4, Y5 Direction facing the second adhesive surface.
Claims (6)
前記発光部が出射した光を受光する受光部と、
前記発光部と前記受光部との間に設けられ、前記発光部から出射された光の光軸方向に並んで設けられる第一レンズおよび第二レンズと、
前記発光部および前記受光部が載置されるとともに、前記第一レンズおよび前記第二レンズが、所定の厚みを有する接着樹脂の層を介して固定される土台部材と
を備え、
前記第一レンズは、第一接着面を有するとともに、前記第一接着面のみが前記接着樹脂の層を介して前記土台部材に接着されることにより、前記第一レンズは前記土台部材に固定され、
前記第二レンズは、第二接着面を有するとともに、前記第二接着面のみが前記接着樹脂の層を介して前記土台部材に接着されることにより、前記第二レンズは前記土台部材に固定され、
前記第一レンズの前記第一接着面と前記接着樹脂の層との積層方向である第一接着方向と、前記第二レンズの前記第二接着面と前記接着樹脂の層との積層方向である第二接着方向とは、いずれも前記光の光軸方向に対して垂直な方向であり、
前記第一接着面が面する向きと前記第二接着面が面する向きとは互いに異なる
光モジュール。 A light emitting unit that emits light;
A light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit;
A first lens and a second lens which are provided between the light emitting unit and the light receiving unit and arranged in the optical axis direction of the light emitted from the light emitting unit;
A base member on which the light emitting unit and the light receiving unit are mounted, and the first lens and the second lens are fixed via a layer of adhesive resin having a predetermined thickness;
The first lens has a first adhesive surface, and only the first adhesive surface is adhered to the base member via the layer of the adhesive resin, whereby the first lens is fixed to the base member. ,
The second lens has a second adhesive surface, and only the second adhesive surface is bonded to the base member via the layer of the adhesive resin, whereby the second lens is fixed to the base member. ,
The first adhesion direction, which is the lamination direction of the first adhesive surface of the first lens and the layer of the adhesive resin, and the lamination direction of the second adhesive surface of the second lens, and the layer of the adhesive resin The second bonding direction is a direction perpendicular to the optical axis direction of the light.
The direction in which the first adhesive surface faces and the direction in which the second adhesive surface faces are different from each other.
前記第一レンズの前記第一接着面または前記第二レンズの前記第二接着面のうち少なくとも一方は、前記ポストに前記接着樹脂の層を介して固定され、
前記ポストには前記光が通過可能な開口が形成される、
請求項1または2に記載の光モジュール。 The base member has a post provided between the first lens and the second lens,
At least one of the first adhesive surface of the first lens or the second adhesive surface of the second lens is fixed to the post via the layer of the adhesive resin.
The post is formed with an opening through which the light can pass.
The optical module according to claim 1.
前記第一レンズの前記第一接着面または前記第二レンズの前記第二接着面のうち少なくとも一方は、前記ポストに前記接着樹脂の層を介して固定され、
前記発光部または前記受光部は、前記ポストに当接されることにより位置決めされる、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の光モジュール。 The base member has a post,
At least one of the first adhesive surface of the first lens or the second adhesive surface of the second lens is fixed to the post via the layer of the adhesive resin.
The light emitting unit or the light receiving unit is positioned by being in contact with the post.
The optical module according to any one of claims 1 to 3 .
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